Louis Plack Hammett

Louis
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Químico y físico estadounidense
NombreLouis Plack Hammett
Nacimiento7 de abril de 1894
Wilmington, Delaware, Bandera de los Estados Unidos de América Estados Unidos
FallecimientoNueva Jersey, Bandera de los Estados Unidos de América Estados Unidos
CónyugeJanet Thorpe Marriner
PremiosMedalla Priestley
Medalla Willard Gibbs

Louis Plack Hammett. Químico físico estadounidense considerado uno de los padres fundadores de la química orgánica física en los Estados Unidos. Aportó investigaciones sobre superácidos y el desarrollo de un esquema para comparar su acidez en base a lo que hoy se conoce como la función de acidez de Hammett. Escribió su libro en 1940, Física Química Orgánica, que dio nombre a la especialidad, manteniéndose con una agenda de investigación activa para los trabajadores en este campo durante veinte años. Fue merecedor de múltiples reconocimientos, entre ellos premios por el logro excepcional en la enseñanza de la Química, por los servicios meritorios a la ciencia, incluidas numerosas medallas.

Síntesis biográfica

Nació el 7 de abril de 1894 en Wilmington, Delaware, Estados Unidos, aunque creció en Portland, Maine, siendo el mayor de tres hijos, hijo de Felipe y Marie (Plack). Su padre, graduado con dos años adicionales en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) estudió ingeniería mecánica en la Universidad de Harvard y era un funcionario del ferrocarril central de Maine.

Educación

La casa de Hammett estaba llena de libros, y se convirtió en un ávido lector. Su padre y un tío que era un arquitecto le inició en la utilización de herramientas tempranas en la vida. Esta introducción temprana a los instrumentos puede dar cuenta de su voluntad de utilizar las nuevas tecnologías a lo largo de su carrera de investigación.

Estudios profesionales

Asistió a Harvard y fue fuertemente influenciado por las conferencias de química orgánica de Elmer Peter Kohler. Kohler, en palabras de Hammett,

"inspiró a sus estudiantes a ser muy interesado en los problemas de estructura y reactividad, lo que uno podría decir acerca de los mecanismos sin estudiar las tasas de reacción" (Görtler, 1978, p. 6).

Esta inspiración, junto con la creencia de que las velocidades de reacción podrían proporcionar información importante acerca de las vías detalladas de las reacciones químicas, lo hiso quedarse en este campo a largo de su carrera. James B. Conant, quien se convirtió en uno de los químicos orgánicos más eminentes del país y más tarde se desempeñó como presidente de Harvard, fue instructor de laboratorio de Hammett en química orgánica en la misma Universidad y Hammett tendría ocasión de interactuar con él varias veces durante su carrera.

Desempeño laboral

Después de su graduación en 1916, había ganado una Sheldon Traveling Fellowship y pasó un año en Zürich en la ETH para trabajar con Hermann Staudinger. A su regreso a los Estados Unidos, él tomó una posición en la Oficina Nacional de Normas laboratorios haciendo la investigación relacionada con la guerra de los derivados de celulosa que se utilizaron para los aviones de la capa. El supervisor del grupo químico era Beans Hal, un químico físico y profesor de la Universidad de Columbia, que se convirtió en un buen amigo y un mentor.

Después de la guerra se casó con Janet Thorpe Marriner de Portland, Maine; con quien finalmente tuvo dos hijos, Felipe y Jane. Se fue a trabajar para el laboratorio privado de CE Worden y S. Isermann en Millburn, Nueva Jersey, donde continuó trabajando en materiales orgánicos, principalmente materias colorantes y productos farmacéuticos.

En 1919 visitó Columbia, donde se le ofreció un puesto de profesor, y luego hizo su trabajo de tesis doctoral (en el electrodo de hidrógeno) con Beans Hal. Después de obtener su doctorado en 1923, le ofrecieron una cátedra auxiliar en Columbia. La mayor parte de su enseñanza en los primeros años fue en el análisis cualitativo; publicó un libro de texto, soluciones de electrolitos: con especial aplicación al análisis cualitativo, en 1929. Una segunda edición de este texto apareció en 1936.

La teoría de la acidez

La función de acidez fue su próximo trabajo en 1928, publicó un artículo titulado "La Teoría de la acidez" en el que se adelantó varios conceptos nuevos, uno de los cuales se referían al efecto nivelador de agua en la acidez. Su trabajo en el análisis cualitativo, sus ideas de nuevo desarrollo en la acidez, y su lectura de la obra de JN Bronsted y A. Hantzsch llevó a su primera contribución a la investigación principal, el concepto de superácidos y la función de acidez. Este trabajo, la búsqueda de una medida cuantitativa de la acidez de las soluciones de ácidos fuertes, comenzó conAlden Deyrup y Nicholas Dietz, sus primeros estudiantes graduados. Hammett y Deyrup trabajaron en ácido sulfúrico concentrado, la medición de la capacidad del ácido para protonar una serie de bases débiles neutras. La reacción se muestra a continuación, donde B es una base débil y BH + es la forma protonada de la base.

Llegando a la conclusión que una ecuación puede ser escrita que describe la capacidad del ácido fuerte para protonar bases débiles: (PK HB + es la constante de ionización medido de BH + en agua).

Esta relación con el tiempo llegó a ser conocido como la función de acidez de Hammett. Sorprendentemente, la escala Ho muestra que el ácido sulfúrico al 100 por ciento es de diez mil millones de veces más ácido que el ácido 10 por ciento. Las tasas de muchas reacciones ácido-catalizada demuestran una relación lineal con Ho, expresada por la ecuación log Ho + k = constante (donde k es la constante de velocidad para una reacción dada). Inicialmente pensó que su función de acidez era única, pero el trabajo posterior de muchos químicos, usando ácidos fuertes variados y diferentes sistemas de bases, ha establecido más de cuatrocientas funciones de acidez diferentes.

Otras investigaciones

En 1933 Hammett y su estudiante Helmuth Phluger publicaron un artículo que describe la reacción de trimetilamina y una serie de ésteres metílicos, llamado Estructura-reactividad Relaciones.

Encontraron una relación lineal entre los logaritmos de las tasas específicas de las reacciones y los logaritmos de las constantes de ionización (constantes de equilibrio) de los ácidos carboxílicos cuyos ésteres metílicos se estaban estudiando.

Por 1935 Hammett, así como GN Burkhardt en Inglaterra, habían descubierto un gran número de relaciones lineales de energía libre similares en las reacciones de los derivados de benceno sustituidos. En un artículo de 1937, Hammett generalizar estas relaciones estructura-reactividad con el registro de la ecuación k / ko = σρ, o log K / Ko = σρ, siendo capaz de tabular los quince valores σ para varios sustituyentes. El uso de estos valores y una serie de reacciones que obedecen a la ecuación de Hammett, que fue capaz de determinar los valores de σ adicionales. En el documento de 1937, aparecen veintinueve σ valores y treinta y ocho reacciones cuyas tasas o equilibrios se correlacionó bien con la ecuación.

Después de este documento en 1937, Hammett no hizo más trabajo en relaciones lineales de energía libre, aunque hubo capítulos sobre el tema en sus libros.

Su libro

Hammett continuó estudiando las tasas de una variedad de reacciones orgánicas, principalmente reacciones de sustitución nucleófila, a través de la década de 1930 y la década de 1940. Era, por supuesto, ver los problemas orgánicos a través de los ojos de un físico-químico y, al hacerlo, establecer un método para que otros sigan.

En 1940 publicó El libro: Física Química Orgánica, un texto para un curso avanzado en química, describe y define la obra clásica en química orgánica física. También estableció una agenda de investigación durante décadas y no sólo estaba describiendo los problemas importantes, que estaba diciendo, sino que estaba citando documentos de investigación de cuarenta años después de su primera publicación.

Contribuciones a la guerra

En 1941 Hammett quería contribuir al esfuerzo de guerra. Los Estados Unidos todavía no habían entrado en la guerra, pero se estaban estableciendo grupos de investigación, y pidió unirse a un grupo organizado por James Conant para el trabajo en materia de explosivos militares. La Comisión Nacional de Investigación de Defensa lo envió a Inglaterra durante el verano de 1941 para averiguar acerca de los esfuerzos de investigación en tiempos de guerra británicos. Cuando regresó, se convirtió en el director asociado de investigación de los explosivos Laboratorio de Investigación en Bruceton, Pensilvania. Cuando George Kistiakowsky, el director del laboratorio, se mudó a Los Alamos, Nuevo México, donde participó en el desarrollo de la bomba atómica, asumiendo el cargo de director del laboratorio de Bruceton, que hizo varias contribuciones importantes para el esfuerzo de guerra.

Posguerra

Después de la Segunda Guerra Mundial, regresó a Colombia y reinicia su programa de investigación, en particular, la hidratación de olefinas. También hizo algunos trabajos sobre el uso de resinas de intercambio iónico en la catálisis ácida y, por último, trabajó con varios colaboradores en el uso del reactor de flujo agitó en el estudio de reacciones rápidas. Este uso de una nueva técnica era un ejercicio de carrera final apropiado para un químico que había sido pionero en el uso de diversas técnicas espectrofotométricas.

En 1951 se hizo presidente del Departamento de Columbia Química, cargo que ocupó durante seis años. Durante su mandato como jefe de departamento contrató a Cheves Walling, Gilbert Stork, y Ronald Breslow, haciendo que el departamento de uno de los principales centros de química orgánica en el país. También era activo en la American Chemical Society, sirvió varios años en el consejo de administración, y fue presidente de la junta en 1961.

Muerte

Se retiró de Columbia en 1961, pero continuó haciendo algunas consultorías y la escritura, y dio una conferencia en un número de las universidades. Él publicó la segunda edición de Química Orgánica Física en 1970. Fallece en Nueva Jersey, Estados Unidos el 9 de febrero de 1987.

Publicaciones

Una lista completa de las publicaciones de Hammett, junto con notas autobiográficas, se encuentran en el Instituto Americano de Física, Centro para la Historia de la Física, College Park, Maryland, algunas de ellas son:

  • "La teoría de la acidez."
  • "Una serie de indicadores simples básicos I, con Alden J. Deyrup.
  • "La velocidad de adición de ésteres metílicos de trimetilamina."
  • "Algunas relaciones entre Reacción precios y constantes de equilibrio", con Helmuth Phluger.
  • "El efecto de la estructura sobre las reacciones de los compuestos orgánicos. Derivados del Benceno."
  • "Fisicoquímica Orgánica de Retrospect."
  • Física Química Orgánica: Reacción Tarifas, equilibrios y mecanismos.

Reconocimientos

Fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias y miembro honorario de la Royal Society of Chemistry. Obtuvo varios reconocimientos que incluyeron:

Bibliografía